PROYECTO

Instituto Tecnológico de Ciudad Juárez
Departamento de ingeniería industrial






Procedimiento de control de calidad para la manufactura de neumáticos para automóvil.




Varela Ruiz Maria Luisa
08110548








Materiales en ingeniería
Proyecto personal.

30/abril/2009

INDICE


1. Definición de Neumático……………………………………….........3

2. Tipos de Neumáticos…………………………………………...........4

2.1 Donde se pueden encontrar………………………………….........5

2.2 Fabricante

3. Proceso de manufactura y calidad de neumáticos….……...…...6


4. Fabricación de los Neumáticos……………………………….........7

4.1 Interpretación de un neumático
4.2 Triturado ……………………………………………….................... 8
4.3 Talón
4.4 Capas……………………………………………………...................9
4.5 Banda de rodamiento
4.6 Vulcanización……………………………………………............... 10
4.7 Inspección

5. Influencia de la presión de inflado en la durabilidad……..............11


6. Reciclaje…………………………………………………………......12,13


7. Control de calidad de los Neumáticos…………………….....…....14

7.1 Objetivos…………………………………………………..................15
7.2 Procedimientos
7.3 Conclusiones……………………………………………..................16
7.4 Recomendaciones

ASTM………………………………………………………………..........17, 18, 19, 20


Referencias documentales………………………………………...........21

1. Neumático

Esquema 1. Estructura de un neumático sin cámara.




DEFINICIÓN:
Un neumático (del griego πνευματικός, relativo al pulmón, por el aire que lleva), también denominado cubierta en algunas regiones, es una pieza toroidal de caucho que se coloca en las ruedas de diversos vehículos y máquinas. Su función principal es permitir un contacto adecuado por adherencia y fricción con el pavimento, posibilitando el arranque, el frenado y la guía.
Los neumáticos generalmente tienen hilos que los refuerzan. Dependiendo de la orientación de estos hilos, se clasifican en diagonales o radiales. Los de tipo radial son el estándar para casi todos los automóviles modernos

2. Tipos de neumáticos

Por su construcción existen dos tipos de neumáticos:
Convencionales: en su construcción las distintas capas de material se colocan de forma diagonal, unas sobre otras.
Radiales: en esta construcción las capas de material se colocan unas sobre otras en línea recta, sin sesgo. Este sistema permite dotar de mayor estabilidad y resistencia a la cubierta.
Igualmente y según su uso de cámara tenemos:

Neumáticos tubetype: aquellos que usan cámara y una llanta específica para ello. No pueden montarse sin cámara. Se usan en algunos 4x4, y vehículos agrícolas.
Neumáticos tubeless o sin cámara: estos neumáticos no emplean cámara. Para evitar la pérdida de aire los flancos de la cubierta se "pegan" a la llanta durante el montaje, por lo que la llanta debe ser específica para estos neumáticos. Se emplea prácticamente en todos los vehículos.


2.1 Un neumático se puede encontrar en diversos vehículos:
Automóvil y sus derivados: Camión, bus, furgón...
Aviones
Bicicletas
Algunos sistemas de metro
Motocicletas
Tractores
Carretillas
Maquinaria pesada e industrial
Grúas


2.2 Fabricantes
Algunas compañías que manufacturan neumáticos:
Nexen Tire Corporation
Apollo Tires
Bridgestone
Falken
Firestone
Continental AG
Cooper
Dunlop
Goodyear
Michelin
Goodrich Corporation
Pirelli
Yokohama
Hankook
Tornel "JK Tires
Kumho
Kléber
Toyo Tires
Alliance Tire Company
Giti Tire
Avon
Metzeler
FUNSA
Tabla 1.

4. Fabricación de los neumáticos
Desde la mezcla hasta la inspección.

4.1 Interpretación de un neumático
Las materias primas, incluidos los pigmentos, sustancias químicas y hasta 30 tipos diferentes de caucho, se unen en enormes mezcladoras denominadas "máquinas Banbury", que funcionan sometidas a un enorme calor y presión. Mezclan todos los ingredientes hasta formar un compuesto negro y gomoso que se triturará una y otra vez.

Imagen1. Caucho fabricado

4.2 Triturado

Una vez enfriado, el caucho se procesa en láminas gruesas que se trasladan a las laminadoras, que preparan los diferentes compuestos para los molinos de triturado, donde se cortan en láminas que pasarán a ser los flancos, las bandas de rodamiento y demás partes del neumático. Otro tipo de revestimiento de caucho cubre la tela que se utilizará para fabricar el cuerpo del neumático. Para ello se utilizan distintos materiales: poliéster, rayón o nailon.

Imagen 2. Trituradora de caucho




4.3 Talón
Es el ancho del neumático, de costado a costado, expresado en milímetros. Este neumático tiene 215 mm. de ancho.

4.4 Capas

A continuación se colocan dos capas de tejido textil; después se añade otro par de capas en forma de cinturón, destinadas a resistir el efecto del roce entre la llanta y el neumático.

Imagen 3. Capas del neumático

4.5 Banda de rodamiento
Ahora el fabricante agrega unos cables de acero, resistentes a los pinchazos y que sujetan la banda de rodamiento firme contra el pavimento. La banda de rodamiento es la última parte del neumático. Después de que los rodillos automáticos presionen todas las piezas unas contra otras, el neumático, ahora denominado "neumático verde", ya está listo para la vulcanización y la inspección.

Imagen 4. Banda de rodamiento




4.6 Vulcanización
La prensa de vulcanización le da a los neumáticos su forma final y el diseño o dibujo específico de la banda de rodamiento. Unos moldes calientes dan forma y vulcanizan el neumático; estos moldes contienen el diseño de la banda de rodamiento, las marcas de los flancos que pone cada fabricante y las que exige la ley. Los neumáticos se vulcanizan a más de 300 grados entre 12 y 25 minutos, según su tamaño.



Imagen 5. Vulcanizadora de neumáticos





4.7 Inspección
Si hubiera algún problema en el neumático (o, simplemente, parece que pudiera haberlo, aunque sea una mínima imperfección), se rechaza. Algunos fallos los detectan los ojos y las manos especializados del inspector, y otros los detectan máquinas específicas. La inspección no se limita a la superficie. Algunos neumáticos se retiran de la línea de producción y son sometidos a Rayos X para detectar cualquier fallo interno. Además, los ingenieros de control de calidad cortan, de manera regular y aleatoria, algunos neumáticos y estudian todos los detalles de su construcción que pueda afectar a su rendimiento, maniobrabilidad o seguridad.



5. Influencia de la presión de inflado en la durabilidad

Esquema 1
El esquema de la parte de arriba muestra como se comporta la zona de contacto del neumático con el camino con diferentes estados de inflado, el efecto se ha exagerado un tanto para que pueda ser observado con claridad.

Cuando la presión es baja, los laterales del neumático se comban en exceso,
Esto trae como consecuencia un "amasado" adicional del material del neumático que puede deteriorarlo en pocos kilómetros por demasiado calentamiento, además de un excesivo gasto de combustible. También observe que la banda de rodamiento tiene a encorvarse hacia arriba en el centro, por lo que el contacto del neumático con el camino se reduce a los bordes externos, estos se desgastarán rápidamente, reduciendo en mucho la durabilidad.En el caso contrario, es decir alta presión de inflado, la sección del neumático tiende a redondearse, en este caso la zona de contacto con el camino se limita al centro de la banda de rodamiento con el consecuente desgaste prematuro de ella y la perdida notable de vida útil.

Imagen 6. Presión de la llanta




6. Reciclaje

El reciclaje de los neumáticos es uno de los problemas de primer orden para el ambiente.

Hoy en día, la industria del renovado ha logrado tener avances significativos en el proceso de reciclaje de los neumáticos, logrando excelentes compuestos de hule que consiguen el mayor aprovechamiento de la carcasa o casco.

Imagen 7. Recicladora de neumáticos


Pero el secreto en el reciclaje de los neumáticos todavía depende en un 80% del cuidado que se le de en su primer periodo de utilización. También es muy importante el proceso de inspección de la carcasa o casco. Actualmente existen equipos muy sofisticados que permiten detectar fallas o defectos en la carcasa invisibles para el ojo humano, tales como las separaciones internas entre pliegos, las cuales actualmente pueden ser detectadas con un aparato de pruebas no destructivas por shearografia. Esta tecnología se ha vuelto casi imprescindible en la industria del renovado de neumáticos ya que permite detectar, sin raspar la carcasa, separaciones internas originadas por reparaciones mal hechas, baja presión, exceso de carga, etc.

Los principales cuidados que se deben procurar en una cubierta nueva para que esta tenga un reciclaje óptimo son: presión adecuada, buena aplicación y no rebasar los límites de carga para los que fue diseñada.

En el año 2006 se empieza a reciclar obligatoriamente.
En algunas zonas en el noroeste de México, como Ensenada BC, Rosarito y algunas partes de Estados Unidos, lo utilizan en el asfalto, para el sobre encarpetado del pavimento.

Anteriormente, cuando los neumáticos todavía no eran reciclados, solían ser destinados a las zonas de juegos para niños en parques, como amortiguadores de golpes, topes para balancines, asientos de columpios; o simplemente, objetos de juego, ya que no son objeto de mordeduras al ser de grandes dimensiones y permiten un movimiento sencillo.




imagen 8. Recicladoras


7. CONTROL DE CALIDAD DE LOS NEUMÁTICOS

El propósito de este estudio es analizar el comportamiento de neumáticos nuevos fabricados u homologados introducidos en nuestro país para su distribución y venta dentro del mercado nacional. Tanto las marcas de estos neumáticos como sus fabricantes son poco conocidos en el mercado interior, por lo que el importador establece pequeños márgenes comerciales con el fin de favorecer su venta, siendo ésta la forma de introducir dicho producto en un mercado de marcas donde el usuario trata de encontrar la mejor oferta y no siempre la mejor relación calidad–precio.
Con la investigación experimental que se resume en este trabajo, se ha pretendido justamente analizar el comportamiento de neumáticos importados elegidos al azar y adquiridos en diferentes comercios.
Todos los neumáticos fueron sometidos al ensayo de resistencia, carga/velocidad siguiendo el método operativo descrito en el Anexo VI del Reglamento número 30 anejo al Convenio de Ginebra.


7.1 OBJETIVOS
1. Comprobar el grado de cumplimiento de la reglamentación vigente por parte de una muestra de neumático de turismo de importación, disponible en el mercado español del recambio.

2. Analizar los resultados obtenidos y elaborar en su caso las conclusiones y recomendaciones que procedan.


7.2 PROCEDIMIENTO

1. Se ha establecido el tamaño de la muestra en función de las marcas comerciales más difundidas en nuestro país, tratando de elegir neumáticos de distinta procedencia con objeto de comparar la calidad ofrecida por fabricantes de un mismo producto localizados en países diferentes y con tecnologías de fabricación más o menos avanzadas.

2. En caso de producirse un fallo en un neumático, se ensayarán otros dos neumáticos de la misma marca y tamaño. Si se producen dos fallos (en una misma marca), se ensayarían cuatro neumáticos más y así sucesivamente hasta llegar a establecer el porcentaje de fallo en dicha marca.

3. Los neumáticos objeto de ensayo fueron seleccionados al azar en distintos comercios madrileños.

4. En el ensayo se han aplicado los valores que establece el Reglamento 30 en cuanto a presión, temperatura, carga radial, velocidad, etc.

5. La prueba se ha realizado teniendo en cuenta la duración del ensayo previsto en el Reglamento 30.

6. Se ha analizado con detalle cada neumático que no superó la prueba, tratando de caracterizar el tipo de fallo y sus causas.
.
7.3 CONCLUSIONES

— De los 24 neumáticos que constituyeron la primera muestra ensayada correspondiente al tamaño 155/70 R 13, 23, el 96% ha superado el ensayo de carga/velocidad prescrito en el Reglamento n.º 30 de Ginebra.
— El porcentaje de neumáticos de la población de neumáticos importados representado por la muestra ensayada, que no superaron las pruebas prescritas en el Reglamento n. º 30 de Ginebra, se sitúa entre el 1% y el 3%, con un nivel de confianza del 95%.
— El procedimiento de control de calidad con que se realiza la fabricación de este tipo de neumáticos, tiene una gran influencia en los resultados obtenidos en cuanto a la superación de los ensayos por parte de los neumáticos.
— Puede considerarse que tomando un mismo tamaño de muestra para representar la producción de los diferentes fabricantes es posible discriminar de forma razonable entre la calidad de los neumáticos de los mismos, desde el punto de vista de su resistencia.
— El defecto que motivó en mayor medida el rechazo fue la rotura de la banda de rodamiento con desprendimiento de varios tacos de goma, todo ello motivado por excesivo calentamiento del compuesto de rodado.


7.4 RECOMENDACIONES
1. Teniendo en cuenta los límites del intervalo de confianza, indicados en la conclusión 2, y la gran influencia del neumático en la seguridad de los vehículos automóviles, parece justificado y necesario realizar estudios periódicos del control de la producción de cualquier fabricante de neumáticos en general y en particular de los fabricantes que sólo participan en el mercado de reposición.
2. A la luz de los resultados, se puede deducir que el nivel de confianza de los neumáticos importados para el mercado de reposición es bastante alto, por lo que al resultado de la prueba carga/velocidad se refiere. Sin embargo, existen otros parámetros como, por ejemplo, la uniformidad, la estabilidad, el desgaste, la adherencia, etc., que quedan fuera de los límites de este estudio.


ASTM

Pruebas de neumáticos Operaciones-Conceptos básicos y terminología de referencia para los neumáticos.


1. Ámbito
1.1 Esta práctica presenta algunos conceptos básicos para los neumáticos ensayos y una serie de términos relativos a la utilización de referencia utilizado para los neumáticos con frecuencia global de las pruebas de neumáticos Las pruebas podrán ser realizadas en un laboratorio de dinamométrico diversas ruedas u otros aparatos, así como en instalaciones de pruebas al aire libre

1.2 Además de los conceptos básicos y la terminología, un modelo estadístico para las operaciones de pruebas de neumáticos también se presenta en Anexo.

Esto sirve como un matemático y conceptual bases de los términos y conceptos de otras pruebas, que se mejorar la comprensión. El anexo también puede servir para el futuro consulta como esta práctica se ha ampliado para hacer frente a otros los aspectos del proceso de pruebas.

1.3 Este tema global requiere un tratamiento con un desarrollo secuencial o jerárquico de los términos con importante debate de fondo. Esto no puede tener cabida Terminología en la F 538

1.4 Esta norma no pretende tratar todas las de seguridad, en su caso, asociados con su uso. Es la responsabilidad del usuario de esta norma a establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso

2. Documentos de referencia 2.1 Normas ASTM: E 1136 Especificación para un estándar de referencia de prueba radial Tire2 F 538 Terminología relativa a las características y rendimiento de Tires3 F 1082-Ruedas para la práctica de precisión para la determinación de los ensayos
Método de Normas
1 Esta es la práctica bajo la jurisdicción del Comité F09 sobre Ruedas, y es la responsabilidad directa del Subcomité F09.94 sobre Terminología. Edición actual aprobado 10 de mayo de 1997. Publicado abril de 1998. 2 Libro Anual de Normas ASTM, Vol. 04.03. 3 Libro Anual de Normas ASTM, Vol. 09.02



3. Importancia y uso
3.1 pruebas de neumáticos operaciones normalmente consisten en una secuencia de pruebas que implican especiales "de referencia" los neumáticos, además de la llantas que se están evaluando candidatos para sus características de funcionamiento.
Las llantas sirven de referencia como una "referencia interna" que pueden utilizarse para ajustar las variaciones en los resultados de las pruebas para dar la mejora de las comparaciones entre los candidatos neumáticos. Numerosas se han adoptado enfoques diferentes utilizando la terminología de estas pruebas. Esto causa confusión y los efectos de la presente es estandarizar la práctica algunos de los conceptos elementales y terminología sobre el tema.


4. Resumen de la Práctica
4,1 Primaria ensayos conceptos, términos y definiciones desarrollado en el orden jerárquico o con el comienzo básicos de verificación de operaciones. Cada definición puede ir acompañada por medio de un debate o de texto ampliado la sección adecuada para definiciones generales. Muchos de los términos se podría definir como los adjetivos, sin embargo, según lo recomendado por la norma ASTM política, el palabra "neumático" se incluye en cada una de las definiciones para evitar la complicación de la definición de los adjetivos. Las definiciones se aplican por igual a artículos u objetos distintos de neumáticos.

5. Conceptos básicos de ensayo y Condiciones
5.1 Antecedentes sobre las pruebas:
5.1.1 A pesar de la adopción de procedimientos de ensayo normalizados, resultado de la prueba de variación influye en los datos generados en cualquier tipo de las pruebas.
Como se indica en el anexo A1, hay dos principales categorías: la variación inherente al proceso de producción de un grupo de objetos o nominalmente idénticas neumáticos y variación debido a la operación de medición.
Cada una de estas dos fuentes podrán dividirse en dos tipos de variación; sesgo sistemático o variación (la variación provoca un laboratorio estar coherentemente diferente de otro laboratorio) y error aleatorio variación. Ambos tipos pueden existir simultáneamente para cualquiera de las categorías principales.
6. Referencia Términos y Conceptos de neumáticos
6.1 En esta sección, un término básico, el neumático de referencia, se define. Un número de términos, cada uno describe un tipo especial de referencia neumático, se derivan del término básico. Referencia por lo general los neumáticos tienen características especiales únicas para un determinado programa de prueba.
6.1.1 referencia neumático, n-un neumático especial incluido en un ensayo programa; los resultados de la prueba para este neumático tiene importancia como base o valor de referencia interno.

6.1.2 Hay dos tipos de neumáticos de referencia o los objetos que puede ser utilizado en cualquier programa de pruebas.

6.1.2.1 Tipo 1 (de referencia del neumático), n-sujeto a la producción de neumáticos, composición y, a menudo, especificaciones de rendimiento, que están diseñados para tener un mínimo de variación y se mantiene estable en sus propiedades características de un período prolongado de tiempo.
6.1.2.2 Tipo 2 (referencia de neumáticos), n-neumáticos adecuados de un lote por un proceso que garantiza una mínima variación propiedades características de la duración de cualquier programa de pruebas
. 6.1.3-Discusión de referencia neumáticos de tipo 2 pueden ser seleccionados en una base y cuando el programa de prueba se ha completado su hayan dejado de considerarse como objetos de referencia.
6.1.4 control de los neumáticos, n-una referencia del neumático utilizado en un manera a lo largo de un programa de prueba.
6.1.4.1 Discusión a control-neumático puede ser de cualquier tipo y típico es el uso de neumáticos de referencia (control) de llantas en la práctica F 1650 que proporciona los algoritmos de corrección (de adaptación) para los datos de los ensayos.

6.1.5 superficie supervisión de neumáticos, n-una referencia a los neumáticos usados evaluar los cambios en una superficie de ensayo durante un período de tiempo seleccionado.
6.1.6 patrón de referencia de prueba de neumáticos (IECMTTT), n-de que un neumático cumple los requisitos de la especificación E 1136, comúnmente utilizado como control de los neumáticos o una superficie de supervisión de neumáticos.
6.1.6.1 Discusión-Este es un neumático de referencia de tipo 1.
6.1.7 testigo neumático, en referencia a un neumático con un largo período de estabilidad para determinadas propiedades características.
6.1.7.1 Discusión del tipo 1-A de referencia del neumático es un ejemplo típico de esta aplicación.
6.1.8 principal de ajuste, n-un grupo seleccionado de testigo neumáticos, cada uno prueba diferentes características de respuesta para ofrecer una gama de valores medidos de la propiedad o propiedades


7. Evaluación de Pruebas de precisión
7.1 Como se indica en el anexo A1, hay dos categorías de variación: el proceso de producción y de medición. Cada uno de estos a su vez puede tener dos subclasificaciones: base y desviaciones aleatorias. El efecto potencial de todas estas fuentes puede ejercer una profunda influencia en la variabilidad de los datos de los ensayos.
La presencia de estas fuentes es la justificación para el uso de referencia de neumáticos y completa para el diseño de programas de prueba con replicación apropiado para reducir el efecto de estas variaciones.
7.2-Evaluación de los programas especiales de precisión para evaluar la magnitud de la variabilidad de los especiales o de rutina, las operaciones de prueba forman parte del esfuerzo para reducir la variabilidad y mejorar la prueba precisión. La precisión se define en la práctica F 1082 como "una medida (pruebas) concepto que expresa la capacidad de generar los resultados de las pruebas que de acuerdo unos con otros en la magnitud absoluta”. Entre paréntesis la palabra "pruebas" se añade a esta definición de este fin de esta práctica es para indicar que es el proceso de prueba, que incluye el muestreo y la replicación, que se debe considerar cuando se habla de precisión.
7.2.1 En el caso de locales de ensayo, esta acción por lo general consta de adecuados planes de muestreo y la replicación y la evaluación de "Prueba a prueba" la variación de candidatos neumáticos. Con una "prueba a prueba" desviación estándar (o varianza) obtenidos en el marco del adecuado condiciones, las decisiones sobre las estadísticas (y técnica) las diferencias entre los neumáticos puede ser candidato para un programa en cualquier ubicación específica. Mundial para las pruebas, los programas pueden ser organizados otro para evaluar la "prueba a prueba" la desviación estándar, en caso de se aplica ahora a entre-laboratorio, así como a las comparaciones entre los ensayos.
7.3 Reproducibilidad:
7.3.1 Las condiciones de reproducibilidad son frecuentemente utilizado cuando se habla de pruebas y los resultados de las pruebas programas. Algunas interpretaciones de estos términos son distintas que las definiciones dadas en la práctica F 1082


8. Palabras clave
8,1 neumáticos de control, supervisión de neumáticos, llantas de referencia.Reproducibilidad; prueba matriz; testigo de neumáticos F 1806.

Referencias documentales

GROOVER, Mikell P. Fundamentos De Manufactura Moderna: Materiales
Procesos Y Sistemas. México: Prentice Hall Hispanoamericana, 1997. 1062p.
Pags. 210-211


http://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1tico.